Bron: www.corrosiehelpdesk.nl

REINIGEN RVS

Reinigen roestvast staal
Voor onderstaande tekst is met toestemming van de Vereniging voor Oppervlaktetechnieken van Materialen gebruik gemaakt van het Vademecum Oppervlaktetechnieken (2002) en de VOM-uitgave Oppervlaktebehandelingen van roestvast staal (1986). Deze boeken zijn te bestellen bij de VOM, fax 030-6300389.

Corrosie en bescherming van roestvast staal
Het roestvast zijn van roestvaste staalsoorten wordt verkregen door een bepaald chroomgehalte (vanaf 12%). De corrosiebescherming wordt gevormd door de uiterst dunne en doorzichtige, maar geheel gesloten oxidefilm, die zich op het staal vormt aan de lucht. De oxidefilm of passiveringslaag, die de corrosievastheid veroorzaakt, is niet altijd aanwezig. Heeft men het RVS namelijk mechanisch bewerkt of chemisch gebeitst, dan is de oxidelaag gedeeltelijk of geheel verdwenen en het duurt dan enige tijd voordat deze zich spontaan weer heeft hersteld. In die soms zeer korte tussentijd is het RVS niet roestvast. De passiviteit kan echter alleen bereikt worden op metallisch blank RVS. Wanneer een vervuiling het RVS bedekt en dus van de lucht afsluit, kan zich op die plaats geen passieve toestand instellen. De voornaamste factoren die van invloed zijn op de corrosie van roestvast staal zijn:

De samenstelling van het roestvast staal en van de oxidehuid: gehalte aan chroom, nikkel, molybdeen en andere legeringselementen. Voor roestvast staal versnellen een hoger gehalte aan chroom en bijvoorbeeld ook molybdeen de vorming van de passieve laag. Met een chemische oppervlaktebehandeling als beitsen of elektrolytisch polijsten wordt het chroomgehalte in de oppervlaktelaag verhoogd, waardoor de oxidehuid meer corrosiebescherming biedt.
De structuur, het type: zie RVS typen.
Het milieu: binnen, buiten, kans op vervuiling, invloed van zee en industrie zie RVS toepassingen.
Vervuiling: Allerlei verontreinigingen op het oppervlak van metalen kunnen corrosie veroorzaken, waarbij voor RVS speciaal ijzerdeeltjes, vuil en organische verontreinigingen worden genoemd. Op de plaats van ijzervervuiling, beschermt de oxidefilm niet meer en ontstaat plaatselijke, dus meestal putvormige corrosie. Oorzaken van ijzervervuiling zijn: aan het materiaal of in de buurt slijpen, vijlen, sporen van gereedschappen, werkbanken, opslag en transport (spoor). Ook direct contact bij verplaatsing met een vorkheftruck kan de corrosiebestendigheid negatief beïnvloeden. Vervuilingen met organische bestanddelen nemen de zuurstof weg en maken daardoor de passiviteit ongedaan. Overeenkomstig dient wanneer kunststof of leer, maar ook hout of touw, langdurig in een vochtige omgeving met RVS in aanraking is, de beluchting te worden hersteld. Corrosieve vervuilingen zijn ook dikke oxidelagen en corrosieproducten als een gloeihuid, walshuid, smeedhuid, giethuid, aanloopkleuren en lasverkleuringen.
Ruwheid van het oppervlak: Op een ruw oppervlak kunnen zich agressieve stoffen vasthechten en corrosie teweegbrengen. De maximale weerstand tegen corrosie wordt dan ook verkregen op een glad gepolijst en schoon oppervlak.

Voor de corrosiebescherming van roestvast staal is het dus belangrijk een passieve oxidehuid te vormen en het oppervlak tijdig te reinigen van roest en andere verontreinigingen. Deze vervuilingen zijn mechanisch te verwijderen middels slijpen, borstelen, polijsten, trommelen of stralen of chemisch met beitsen en passiveren of met elektrolytisch polijsten.

Slijpen, borstelen en polijsten
Bij de productie van RVS en RVS constructies ontstaan onder andere een gloeihuid, walshuid en lasverkleuringen op het roestvast staal. Door en bij het gebruik van roestvast stalen constructies kunnen zich allerlei vervuilingen afzetten op het oppervlak. Omdat deze vervuilingen van de oorspronkelijke samenstelling de corrosieweerstand negatief beïnvloeden, worden ze vaak mechanisch verwijderd. Hiermee kan de materiaaltechnische toestand verbeterd worden. Met deze mechanische reinigingsmethoden is het tevens mogelijk lokale verontreinigingen te verwijderen. Daarnaast zijn er een aantal verontreinigingen die zich wel mechanisch laten verwijderen, maar chemisch niet, nauwelijks of slechts moeizaam.
Door een polijstbehandeling kan het oppervlak gladder worden gemaakt. Hierdoor wordt niet alleen de corrosieweerstand verhoogd, maar wordt het oppervlak ook makkelijker en effectiever te reinigen en krijgt het een beter uiterlijk.

Stralen
Stralen, beter gritstralen of korrelstralen, wordt uitgevoerd met straalmiddelen die niet schadelijk zijn voor het roestvast staal. Staalgrit of koperslak worden daarom niet gebruikt. Straalmiddelen die wel toepassing vinden zijn: roestvast staalgrit, glasparels of keramische parels. Voor al deze straalmiddelen geldt dat het gehalte ijzeroxide erin niet hoger mag zijn dan 0,1 gewichtsprocent. Soms wordt, omdat men niet anders kan, toch met staal gestraald. Na het stralen en voordat roestvorming optreedt dient de staalvervuiling (ijzer) dan chemisch verwijderd te worden om het roestvast staal te passiveren.
Bij het parelstralen met glas of keramische parels worden vrijwel volmaakt ronde bolletjes gebruikt, die in diverse diameters worden geleverd. Belangrijk is dat de parels bij het stralen zo weinig mogelijk breken. Deze ‘break down rate’ wordt zowel bepaald door de kwaliteit van de parels als door de straalmethode. Keramische parels versplinteren veel minder snel dan glasparels en resulteren daardoor in een lagere ruwheid. Vooral lasnaden worden vaak droog met parels gestraald. Er wordt bij het parelstralen zeer weinig materiaal afgenomen en er ontstaat een fraai satijnglanzend oppervlak.

Beitsen en passiveren van RVS
Het beitsen van roestvast staal in min of meer verdunde zuren of zuurmengsels heeft tot doel het verwijderen van de tijdens warmtebehandelingen ontstane oxiden (gloeihuid, walshuid, smeedhuid, aanloopkleuren). Dit kan ook mechanisch door stralen of slijpen, maar vooral voor grotere vlakken of voorwerpen wordt aan beitsen meestal de voorkeur gegeven. In de Verenigde Staten hanteert men het onderscheid tussen ‘descaling’, waarbij dikke gloei- en walshuid verwijderd worden, en ‘acid cleaning’ (zuurreiniging), waarbij het RVS zelf niet wordt aangetast. Zuurreiniging is van groot belang als RVS in een constructiebedrijf besmet is geraakt met koolstofstaal, bijvoorbeeld slijpsel of lasspetters.
Om een gelijkmatige inwerking van beitszuren mogelijk te maken moeten vetten en andere verontreinigingen voorafgaand aan het beitsen door een geschikte reinigingsmethode worden verwijderd. Voor het ontvetten wordt veelal een alkalisch reinigingsmiddel gebruikt.

Er zijn vele recepten voor beitsmiddelen, maar slechts enkele worden breed toegepast. Deze zijn gebaseerd op zwavelzuur, salpeterzuur, zoutzuur en/of waterstoffluoride (fluorwaterstofzuur). De volgende beitsmiddelen worden in het Vademecum Oppervlaktetechnieken genoemd:

beitsmiddelen op basis van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur (meest gebruikt)
beitsmiddelen op basis van zwavelzuur
beitsmiddelen op basis van zoutzuur (hierbij wordt ijzer(III)chloride gevormd: gevaar voor putcorrosie!)
beitsmiddelen op basis van ijzer(III)sulfaat (veel gebruikt bij de fabricage van roestvaste staalplaat)

Bij de juiste keuze van het type beitsmiddel is het roestvaste staalsoort van belang. Hierbij gaat het niet alleen om het type kristalrooster (zie voor kristalstructuren RVS typen), maar ook om het gehalte van de verschillende legeringselementen. Elk roestvast staalsoort kan anders reageren per beitsmiddel; waar het ene middel effectief werkt, kan het bij een ander type roestvast staal te agressief zijn.

Bij het beitsen van RVS met een austenitisch kristalrooster moet onderscheid worden gemaakt tussen gegloeid, gesmeed of gegoten RVS enerzijds en de gevoeliger typen anderzijds. Gevoeliger typen zijn bijvoorbeeld de sneldraaikwaliteiten (‘free machining’ bijvoorbeeld type 303) en de dispersiegeharde typen, zoals ‘maraging stainless steel’. Ferritisch en martensitisch RVS zijn ook relatief gevoelig voor beitszuren en kunnen alleen met beleid worden gebeitst, waardoor beitsen van ferritisch en martensitisch RVS niet altijd is toegestaan. Vooral geharde martensitische roestvaste stalen en maraging RVS mogen in kritische toepassingen (als luchtvaart) alleen mechanisch worden gereinigd.

Als beitsmethoden worden onderscheiden het dompelbeitsen in een bad, elektrolytisch polijstbeitsen in een bad, trommelbeitsen, circuleren van beitsmiddel, sproeibeitsen met een spuitlans en tenslotte het handmatig beitsen door aanbrengen van een beitspasta. Op de foto ziet u een RVS onderdeel dat met een beitspasta ingesmeerd is.
Indien mogelijk wordt het materiaal bij voorkeur gebeitst middels dompelen. Tijdens dompelbeitsen krijgt het bad gaandeweg een steeds groter gehalte driewaardig ijzer. Oude beitsvloeistoffen kunnen dan etsend op het metaal inwerken, met als gevolg een ongelijkmatige aantasting en putvorming. Het toelaatbare ijzergehalte hangt af van de badsamenstelling, badtemperatuur, beitsduur en de toestand van het metaaloppervlak. Vaak wordt gewerkt met een maximum ijzergehalte van 2 – 5 gewichtsprocent, dus 15 à 40 gram per liter. Soms worden inhibitoren (beitsremmers) toegevoegd, die de inwerking op het grondmateriaal verminderen. De ondergrond wordt zo minder ruw, en de kans op putcorrosie wordt verminderd. Ook na goed spoelen en passiveren levert beitsen in een bad met te hoog ijzergehalte een minder goede corrosiebestendigheid op dan in een goed gecontroleerd bad. Het strekt dus tot aanbeveling om beitsen van RVS door een deskundige en professionele firma te laten uitvoeren.

Door het beitsen of verspanen is de passieve chroomoxidehuid van het RVS verdwenen. Deze uiterst dunne laag (een tienduizendste millimeter) herstelt zichzelf in enkele minuten of dagen. Door middel van chemisch passiveren kan de oxidehuid snel en gecontroleerd hersteld worden. Met waterstofperoxide wordt een uitstekende passivering bereikt. Passiveren kan echter ook in een bad verdund salpeterzuur (een oxiderend zuur), waarmee tevens de sporen van ijzer en andere metalen verwijderd worden. Dikwijls is deze eindreiniging zelfs belangrijker dan de herpassivering. Voor de chemische apparatenbouw worden goede resultaten geboekt met chemisch passiveren in 50% salpeterzuur bij 50 graden Celsius gedurende een half uur.